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文档简介

材料力学习题集,精品课程资料,第一章:绪论,一、填空,1.构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料的();具有一定的抵抗变形的能力为材料的();保持其原有平衡状态的能力为材料的()。,2.现代工程中常用的固体材料种类繁多,物理力学性能各异。所以,在研究受力后物体(构件)内部的力学响应时,除非有特别提示,一般将材料看成由()、()、()的介质组成。,答案:,答案:,强度、刚度、稳定性。,连续性、均匀性、各向同性。,3.构件所受的外力可以是各式各样的,有时是很复杂的。材料力学根据构件的典型受力情况及截面上的内力分量可分为()、()、()、()四种基本变形。,答案:,拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。,二、计算,1.试求下列杆件中指定截面上内力分量,并指出相应的变形形式。,解:,各截面上内力分量的方向从略,仅记大小。,第二章:拉伸与压缩,一、填空,1.轴力是指通过横截面形心垂直于横截面作用的内力,而求轴力的基本方法是()。,答案:,截面法。,2.工程构件在实际工作环境下所能承受的应力称为(),工件中最大工作应力不能超过此应力,超过此应力时称为()。,答案:,许用应力,失效。,3.金属拉伸标准试件有()和()两种。,答案:,圆柱形,平板形。,.在低碳钢拉伸曲线中,其变形破坏全过程可分为()个变形阶段,它们依次是()、()、()、和()。,答案:,四,弹性、屈服、强化和颈缩、断裂。,.用塑性材料的低碳钢标准试件在做拉伸实验过程中,将会出现四个重要的极限应力;其中保持材料中应力与应变成线性关系的最大应力为();使材料保持纯弹性变形的最大应力为();应力只作微小波动而变形迅速增加时的应力为();材料达到所能承受的最大载荷时的应力为()。,答案:,比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限。,6.通过低碳钢拉伸破坏试验可测定强度指标()和();塑性指标()和()。,答案:,屈服极限,强度极限;伸长率,断面收缩率。,7.功能守恒原理是指对于始终处于静力平衡状态的物体,缓慢施加的外力对变形体所做的外功W可近似认为全部转化为物体的变形能U,即()。,答案:,W=U,8.当结构中构件所受未知约束力或内力的数目n多于静力平衡条件数目m时,单凭平衡条件不能确定全部未知力,相对静定结构(n=m),称它为()。称为(),这也是“多余”约束力或“多余”约束的数目。,答案:,静不定结构,静不定次数。,二、选择题,1.所有脆性材料,它与塑性材料相比,其拉伸力学性能的最大特点是()。,(A)强度低,对应力集中不敏感;(B)相同拉力作用下变形小;(C)断裂前几乎没有塑性变形;(D)应力-应变关系严格遵循胡克定律。,答案:,C,2.现有三种材料的拉伸曲线如图所示。分别由此三种材料制成同一构件,其中:1)强度最高的是();2)刚度最大的是();3)塑性最好的是();4)韧性最高,抗冲击能力最强的是()。,答案:,A,B,C,C,3.两端固定的阶梯杆如图所示,横截面面积,受轴向载荷P后,其轴力图是()。,答案:,C,三、判断题,答案:,2.图示结构由两根尺寸完全相同的杆件组成。AC杆为铜合金,BC杆为低碳钢杆,则此两杆在力P作用下具有相同的拉应力。(),答案:,3.正应变的定义为(),答案:,答案:,答案:,4.任何温度改变都会在结构中引起应变与应力。(),5.对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑性材料,工程上规定作为名义屈服极限,此时相对应的应变量为(),四、计算,1.矿井起重机钢绳如图(a)所示,AB段截面积BC段截面积钢绳的单位体积重量长度起吊重物的重量求:1)钢绳内的最大应力;2)作轴力图。,解:1)在可能危险的1段B面,2段C面截开(图b),有,所以,2)作轴力图,取1-1截面(AB段,见图(b),取2-2截面(BC段),由式(a),由式(b),在图(c)所示坐标下,由式(a)、(b)知随呈直线变化。由三个控制面上控制值画出由两段斜直线构成的轴力图。见下图,2.某车间一自制桅杆式起重机的简图如图(a)。已知起重杆(杆1)为钢管,外径D=400mm,内径d=20mm,许用应力钢丝绳2的横截面积,许用应力若最大起重量P=55kN,试校核此起重机的强度是否安全。,解:1)确定杆件受力,根据图(b)所示B铰受力图,在x-y坐标下,由平衡条件,解得,2)校核各杆强度,3.图(a)所示结构中,杆1材料为碳钢,横截面面积为,许用应力;杆2材料为铜合金,横截面积,许用应力,试求此结构许可载荷。,解:1)结构中各杆应满足平衡条件,对节点C取图(b)所示研究对象,有,由式(a)、(b)解得各杆轴力与外载的关系,2)结构中各杆应满足各自强度条件,由式(e)、式(f),有,由式(f)、式(d),有,4.图示杆件由两种材料在I-I斜面上用粘结剂粘结而成。已知杆件横截面面积,根据粘结剂强度指标要求粘结面上拉应力不超过,剪应力不超过,若要求粘结面上正应力与剪应力同时达到各自容许值,试给定粘结面的倾角a并确定其容许轴向拉伸载荷P。,解:根据轴向拉伸杆件斜截面上正应力和剪力公式,各自的容许条件为,式(b)除以式(a),得,将此结果代入式(a),得,可利用式(b)校核结果是否正确,5.图(a)所示简单桁架由AC杆、BC杆组成,杆的横截面积为A,长度为。试求节点C的铅垂位移,已知:1)材料的弹性模量为E,在载荷P作用下处于线弹性范围;2)材料在P作用下的应力-应变关系为(图(b),其中n,B为已知材料常数。,解:1)对线弹性材料(1)求杆的轴力,(2)求杆的变形,(3)求节点位移,2)对非线性弹性材料,同1),结果仍为式(a),(1)求杆的轴力,2)由应力求杆的变形两杆的正应力均为,3)求节点位移,第三章:扭转与剪切,一、填空,1.空心圆轴外径为D,内径为d=D/2,两端受扭转力偶作用,则其横截面上剪应力呈()分布,(),,2.圆截面杆扭转时,其变形特点是变形过程中横截面始终保持(),即符合()假设。非圆截面杆扭转时,其变形特点是变形过程中横截面发生(),即不符合()假设。,答案:,答案:,3.图(a)、图(b)所示两圆轴的材料、长度相同,扭转时两轴表面上各点的剪应力相同,此时作用于两端的扭转力偶之比,4.多边形截面棱柱受扭转力偶作用,根据()定理可以证明其横截面角点上的剪应力为()。,答案:,答案:,二、选择,答案:,答案:,答案:,答案:,三、判断题,答案:,答案:,答案:,答案:,答案:,四、计算题,解:1)求I-I截面上的扭距,解:由钢管外径与壁厚可知,5.如图(a)所示,实心轴和空心轴通过牙式离合器连接在一起。已知轴的转速n100r/min,传递的功率P7.5kW,材料的许用切应力。试选择实心轴的直径d1和内外径比值为0.5的实心轴的外径D2。,第四章:弯曲内力与强度问题,一、填空,答案:,答案:,答案:,答案:,二、选择题,答案:,答案:,答案:,答案:,三、判断题,答案:,答案:,答案:,答案:,四、计算题,第五章:弯曲变形与静不定问题,一、填空,答案:,答案:,答案:,答案:,二、选择题,答案:,答案:,答案:,答案:,三、判断题,答案:,答案:,答案:,答案:,四、计算,对AB段,有,对BC段,有,第六章:应力、应变分析,一、填空,答案:,答案:,答案:,答案:,二、选择题,答案:,答案:,答案:,答案:,三、判断题,答案:,答案:,答案:,答案:,四、计算,第七章:强度理论,一、填空,答案:,答案:,答案:,二、选择题,答案:,答案:,答案:,答案:,答案:,答案

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